煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，包括螺旋頂桿、壓頭、雙作用中空液壓缸、拉桿以及壓實(shí)梁；其中，所述螺旋頂桿的一端垂直連接于所述壓頭的中心處，所述螺旋頂桿的另一端垂直連接于所述壓實(shí)梁的中心處；所述雙作用中空液壓缸套設(shè)于所述螺旋頂桿的外壁，且其上表面與所述壓實(shí)梁貼合設(shè)置；所述壓實(shí)梁連接有與其垂直的所述拉桿。本實(shí)用新型提供的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，能夠使缸體中煤樣的各部分均勻加壓，實(shí)現(xiàn)煤樣的均勻壓實(shí)，保證試驗(yàn)效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦井下煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害作用是煤礦安全高效生產(chǎn)最大的障礙，利用煤 層瓦斯動(dòng)力作用物理模擬試驗(yàn)裝置可模擬煤礦井下煤與瓦斯突出等動(dòng)力災(zāi)害作用，為防止 該類(lèi)事故的發(fā)生提供實(shí)驗(yàn)?zāi)M。由于煤中瓦斯的物質(zhì)組成和賦存條件的復(fù)雜性，煤體中的 瓦斯吸附、解吸、擴(kuò)散、滲流和突出的過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。尤其是在煤層或煤層瓦 斯開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯的滲流或煤與瓦斯突出過(guò)程中伴隨著聲、電、熱、磁等物理效應(yīng)。如何研 究分析這些效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理和測(cè)試方法，并利用其研究含瓦斯解煤體解吸技術(shù)，防治礦山 瓦斯地質(zhì)災(zāi)害是礦業(yè)工程技術(shù)人員長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。目前，研究開(kāi)發(fā)用于含瓦斯煤體這種 固-氣耦合介質(zhì)氣體運(yùn)移與氣固態(tài)煤體的變形分析研究技術(shù)方法的并不多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足 生產(chǎn)的需要。在這種情況下，研究開(kāi)發(fā)用于高壓狀態(tài)下含瓦斯煤體運(yùn)動(dòng)的物理力學(xué)特征，并 建立完整的物理模擬試驗(yàn)設(shè)備裝置，顯得尤為重要。
[0003] 在先申請(qǐng)專(zhuān)利ZL200810021141. 6公開(kāi)了 "煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)"，該模擬 系統(tǒng)的裝樣操作是通過(guò)缸體的排放口一次性將煤樣填滿，使用液壓泵給缸體的液壓活塞內(nèi) 液壓油缸提供高壓液體，推動(dòng)液壓活塞，對(duì)煤樣品進(jìn)行壓實(shí)。在這樣加壓的情況下，由于煤 樣與缸體側(cè)壁摩擦之間有一定的摩擦力，導(dǎo)致煤樣在受壓時(shí)不能將活塞的壓力無(wú)損地傳遞 到實(shí)驗(yàn)煤樣的各部分中去；緊連液壓柱塞的地方應(yīng)力最大，隨著煤樣離活塞距離的加大，應(yīng) 力越來(lái)越小。根據(jù)以往多次實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，在緊鄰液壓柱塞處的煤樣應(yīng)力可達(dá)到30MPa，而遠(yuǎn)離 液壓柱塞靠近缸體端蓋處的應(yīng)力僅為6MPa左右，從而導(dǎo)致煤樣在壓實(shí)后內(nèi)部密實(shí)不均的 情況，影響了實(shí)驗(yàn)效果。而能否將煤樣進(jìn)行均勻加壓到設(shè)定應(yīng)力是進(jìn)行煤層瓦斯動(dòng)力作用 模擬試驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵因素。因此，如何對(duì)缸體中的煤樣進(jìn)行均勻加壓，實(shí)現(xiàn)煤樣均勻壓 實(shí)保證試驗(yàn)效果一直是在先專(zhuān)利所要亟待解決的問(wèn)題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，該樣品加壓 裝置能夠使缸體中煤樣的各部分均勻加壓，實(shí)現(xiàn)煤樣的均勻壓實(shí)，保證試驗(yàn)效果。
[0005] 本實(shí)用新型提供了一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，包括螺旋頂 桿、壓頭、雙作用中空液壓缸、拉桿以及壓實(shí)梁；其中，
[0006] 所述螺旋頂桿的一端垂直連接于所述壓頭的中心處，所述螺旋頂桿的另一端垂直 連接于所述壓實(shí)梁的中心處；
[0007] 所述雙作用中空液壓缸套設(shè)于所述螺旋頂桿的外壁，且其上表面與所述壓實(shí)梁貼 合設(shè)置；
[0008] 所述壓實(shí)梁連接有與其垂直的所述拉桿。
[0009] 進(jìn)一步地，所述螺旋頂桿至少為二個(gè)，其連接形成二節(jié)螺旋頂桿或多節(jié)螺旋頂桿。
[0010] 進(jìn)一步地，所述二節(jié)螺旋頂桿或多節(jié)螺旋頂桿的兩螺旋頂桿交接處套設(shè)有一扶正 圈。
[0011] 進(jìn)一步地，所述壓實(shí)梁為長(zhǎng)方形；所述拉桿為四個(gè)，分別垂直連接于所述壓實(shí)梁的 四角。
[0012] 本實(shí)用新型提供的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，能夠使缸體中煤 樣的各部分均勻加壓，實(shí)現(xiàn)煤樣的均勻壓實(shí)，保證試驗(yàn)效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本實(shí)用新型的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置的剖面圖。
[0014] 圖2為利用本實(shí)用新型的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置對(duì)缸體中 煤樣施壓的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附 圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí) 施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新 型保護(hù)的范圍。
[0016] 在本實(shí)用新型中，根據(jù)缸體的長(zhǎng)度來(lái)確定具體使用幾節(jié)螺旋頂桿，若所述缸體較 短，可以選擇一個(gè)螺旋頂桿即可滿足試驗(yàn)要求；若缸體較長(zhǎng)，可以選擇二個(gè)或多個(gè)螺旋頂 桿，并將其進(jìn)行連接形成二節(jié)或多節(jié)螺旋桿以滿足試驗(yàn)要求。以三節(jié)螺旋頂桿為例，我們將 三節(jié)螺旋頂桿由下自上依次命名為第一螺旋頂桿、第二螺旋頂桿以及第三螺旋頂桿來(lái)進(jìn)行 區(qū)分。
[0017] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝 置，包括壓頭1、第一螺旋頂桿2、第二螺旋頂桿3、扶正圈4、第三螺旋頂桿5、雙作用中空液 壓缸6、拉桿7以及壓實(shí)梁8 ;其中，
[0018] 第一螺旋頂桿2、第二螺旋頂桿3和第三螺旋頂桿5連接形成三節(jié)螺旋頂桿，其中， 第一螺旋頂桿2的一端垂直連接于壓頭1的中心處，另一端與第二螺旋頂桿3的一端相連 接；第二螺旋頂桿3的另一端與第三螺旋頂桿5的一端相連接；第三螺旋頂桿5的另一端垂 直連接于壓實(shí)梁8的中心處；
[0019] 雙作用中空液壓缸6套設(shè)于第三螺旋頂桿5的外壁，且其上表面與壓實(shí)梁8相貼 合設(shè)置；
[0020] 第二螺旋頂桿3與第三螺旋頂桿5的交接處套設(shè)有一扶正圈4。
[0021] 壓實(shí)梁8為長(zhǎng)方形；拉桿7為四個(gè)，分別垂直連接于壓實(shí)梁8的四角。
[0022] 基于在先申請(qǐng)專(zhuān)利ZL200810021141. 6公開(kāi)的"煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)"，將 其模擬系統(tǒng)引入本案，以幫助說(shuō)明本申請(qǐng)煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置與 "煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)"的結(jié)構(gòu)關(guān)系。
[0023] 如圖2所示，利用本實(shí)用新型煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，對(duì)缸 體中煤樣實(shí)壓的操作過(guò)程說(shuō)明如下：
[0024] 步驟1 :通過(guò)缸體11 (有效裝煤樣的長(zhǎng)度為1. 2米）的排放口填煤樣9。在填煤樣 9的過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)位置放入壓力傳感器10或其他各類(lèi)傳感器（未示出）；
[0025] 步驟2 :在向缸體11填煤樣9時(shí)考慮到分段填加煤樣能壓實(shí)的特點(diǎn)，首次填煤樣 長(zhǎng)度為〇. 6米，然后將如圖1所示煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置中的螺紋桿 插接到缸體11中，其中，樣品加壓系統(tǒng)中的壓頭1抵接于煤樣9上方，連接在壓實(shí)梁8四角 的拉桿7與缸體11相連接；
[0026] 步驟3 :利用煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置中的雙作用中空液壓缸 6對(duì)煤樣9加壓，當(dāng)煤樣9密實(shí)后，將樣品加壓系統(tǒng)從缸體中移除，將已壓實(shí)的煤樣9表面用 鐵鋼筋搗成凹凸不平，便于煤樣9連成整體；
[0027] 步驟4 :再次向缸體11中填煤樣長(zhǎng)度約為0. 3米，重復(fù)步驟2-步驟3直至缸體11 中填滿煤樣后。最后將本申請(qǐng)的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置從缸體移出， 并在缸體11的開(kāi)口處安裝前端蓋，實(shí)現(xiàn)對(duì)缸體11的封閉；
[0028] 利用本申請(qǐng)的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，經(jīng)過(guò)上述步驟處理煤 樣，其處理后的煤樣已經(jīng)均勻加壓到設(shè)定應(yīng)力，并達(dá)到了均勻壓實(shí)的要求，能夠滿足在煤層 瓦斯動(dòng)力作用模擬試驗(yàn)的要求。
[0029] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限 制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部 技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新 型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，其特征在于，包括螺旋頂桿、壓 頭、雙作用中空液壓缸、拉桿以及壓實(shí)梁；其中， 所述螺旋頂桿的一端垂直連接于所述壓頭的中心處，所述螺旋頂桿的另一端垂直連接 于所述壓實(shí)梁的中心處； 所述雙作用中空液壓缸套設(shè)于所述螺旋頂桿的外壁，且其上表面與所述壓實(shí)梁貼合設(shè) 置； 所述壓實(shí)梁連接有與其垂直的所述拉桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，其特征在于， 所述螺旋頂桿至少為二個(gè)，其連接形成二節(jié)螺旋頂桿或多節(jié)螺旋頂桿。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，其特征在于， 所述二節(jié)螺旋頂桿或多節(jié)螺旋頂桿的兩螺旋頂桿交接處套設(shè)有一扶正圈。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層瓦斯動(dòng)力作用模擬系統(tǒng)的樣品加壓裝置，其特征在于， 所述壓實(shí)梁為長(zhǎng)方形；所述拉桿為四個(gè)，分別垂直連接于所述壓實(shí)梁的四角。
【文檔編號(hào)】G01N33/22GK203849073SQ201420273975
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】柏發(fā)松, 嚴(yán)家平, 胡水根, 董善保, 謝焰, 劉盛東, 劉開(kāi)朋, 宋永斌, 熊曉英, 王光扣, 李垚, 馬莉, 侯來(lái)利, 洪衛(wèi)東 申請(qǐng)人:淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽理工大學(xué)